PRP及所含相关因子在组织修复的应用及作

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摘要：富血小板血浆是自体血离心后的产物，目前已广泛用于整形外科和口腔颌面外科。近年来研究发现富血小板血浆可以促进骨再生、血管发生，软组织修复以及和干细胞复合用于骨科领域和组织工程，这使得富血小板血浆成为热门的研究课题。另有报道富血小板血浆具有促进难愈合伤口的作用。文章简要叙述了富血小板血浆的主要组成成分、临床应用、对骨愈合和软组织修复等方面的作用机制以及富血小板血浆的最新研究进展，并讨论其目前临床应用上主要存在的问题。

引言

富血小板血浆(platelet—richplasma，PRP)是通过离心自体全血而得到的含高浓度血小板的血浆。PRP中含有多种生长因子，如血小板源性生长因子，转化生长因子β1，转化生长因子β2，类胰岛素生长因子，表皮生长因子和血管内皮细胞生长因子等。这些生长因子具有促进细胞增殖、分化、趋化和刺激血管化等多方面作用。

学术背景

PRP含有丰富的血小板，是自体生长因子的来源，其应用已成为骨缺损修复研究领域近年来的热点问题。PRP对骨前体细胞增殖有明显的促进作用，并存在剂量效应，而在是否促进前体细胞分化上存在争议。在临床广泛开展PRP应用与骨修复之前，需进一步研究PRP制备，应用标准、各因子间的相互作用、促进成骨的机制、最佳血小板浓度，PRP应用的最佳比例，以及在四肢骨缺损和大的骨缺损修复中的作用等。

年Okuda等首先发现了血浆中提取的PRP中含有多种生长因子，自此拉开了PRP研究的热潮，为骨缺损的修复提供了广泛的应用前景。Marx等用复合PRP的自体髌骨修复下颌骨缺损，通过骨密度测量和组织形态学观察，发现其修复速度是单用髌骨的1.62-2.16倍，PRP组移植骨密度也较对照组明显增高，并发现促进骨缺损修复的机制只要在于高浓度的血小板源性生长因子和转化生长因子β刺激成骨。袁霆，张长青等以PRP复合物多孔陶瓷人工骨修复长骨缺损，发现PRP在至少12周内能加速兎的骨形成和促进骨修复。Powell等用PRP治疗慢性骨髓炎时，发现加快了感染伤口的愈合。在创面修复领域，还有很多文献，如PRP用于皱纹切除后，发现可减轻上水肿，愈合加快和减少并发症。将PRP用于外科手术中，可减少伤口出血，防止伤口感染，减少住院时间。

目的

本文主要对PRP成分、制备、临床应用及其前景做一综述。

PRP的制备及其主要成分

PRP的制备：PRP是通过密度梯度离心法从全血中分离提取出来的，原理是根据血液中个组成成分沉降系数不同，制作PRP的方法很多，不同的离心次数、离心力和离心时间制作的PRP中血小板浓度和活性各不相同。

Okuda等认为，首先低速离心（r/min）10min,在高速离心（r/min）15min，PRP中血小板数目是全血中的2.倍高，但比Marx等报道的3.倍低。Kevy等应用Harvest公司的SmartPRePTM仪器制备制作的PRP中血小板源性生长因子、转化生长因子β1、表皮生长因子浓度与血小板浓度呈显著的线性正相关。Okuda等认为这种不一致与离心力和时间制作PRP,发现离心力大于0.25N会导致血小板破坏更多，时间少于5min,得到的血小板数与全血无显著差异，整个离心过程需要20-30min。

PRP的主要成分

血小板源性生长因子：血小板源性生长因子首先在血小板中发现，是一种耐热、耐酸、易被胰蛋白酶水解的阳离子多肽，它是最早出现在骨折部位的生长因子之一，对所有起源间叶的细胞包括成骨细胞具有丝分裂和生物趋化因子，可在创伤骨组织中高效表达，使成骨细胞趋化、增殖，并且增加胶原蛋白合成能力，促进破骨细胞的吸收作用，从而促进骨形成。

转化生长因子β：转化生长因子β是由2条链组成的多肽，它以旁分泌或自分泌的形式作用于成纤维细胞、骨髓基质干细胞和前成骨细胞，刺激成骨细胞和前成骨细胞的增殖及胶原纤维合成，作为趋化因子将骨祖细胞吸收到损伤处骨组织，抑制破骨细胞的形成和吸收。

类胰岛素样生长因子：类胰岛素样生长因子是单链多肽，与骨骼中的受体结合后发生受体自身磷酸化后激活酪氨酸蛋白酶，促使胰岛素受体底物磷酸化，从而调节细胞的生长、增殖和代谢，它能刺激成骨细胞和前成骨细胞，促进软骨和骨基质形成。另一方面，通过介导作用，调节成骨细胞和破骨细胞的分化形成及其功能活性，在骨改建偶联中发挥重要作用。

表皮生长因子：表皮生长因子是一种强有力的细胞分裂促进因子，刺激体内多种类型组织细胞分裂和增殖，同时能促进基质合成和沉积，促进纤维组织形成，并继续转变为骨以替代骨组织形成。表皮生长因子参与骨折修复的另一因素是它能激活磷脂酶A,从而促进上皮细胞释放花生四烯酸，通过调节环氧化酶和脂氧化酶的活性而促进前列素合成，而前列素早期具有骨吸收和后期骨形成的双重作用。由此可见，表皮生长因子参与骨折的愈合过程，并能加速骨折愈合。

血管内皮细胞生长因子：血管内皮细胞生长因子是二聚体糖蛋白，通过自分泌或旁分泌与血管内皮细胞表面受体结合，促进内皮细胞增殖，诱导新生血管形成，新生血管的建立，对骨折端供氧，提供营养物质，运输代谢废物，为局部骨再生及代谢提供有利的微环境。其次，在血管内皮细胞生长因子的作用下，成骨细胞分化，碱性磷酸酶活性增强，局部钙盐沉积，促进骨折愈合。另外，血管内皮细胞生长因子通过改善骨折周围软组织的血供促进软骨组织修复间接促进骨折愈合。

PRP的应用现状

骨缺损的再生：Whitman等最早开始研究利用PRP修复缺损，目前观点认为，PRP中多种高浓度生长因子的联合作用刺激成骨，加速了骨修复。然而，由于对PRP在细胞分子水平方面的研究还不深入，对PRP的作用出现了相反的报道，Aghaloo等用自体骨加PRP修复兔颅骨缺损，通过对比，认为加入PRP并未明显促进骨的生长。Choi等研究也发现，加入PRP的实验组未显示能明显提高骨的在生能力。而且，有些学者认为，生长因子的过度表达，可能与中肿瘤、发育不良有关。分析其原因可能在于：1.PRP对骨再生的作用有明显的时间依赖性及剂量依赖性。2.PRP中的转化生长因子β与骨形态发生蛋白同源，它们在受体上存在竞争，从而抑制了骨形态发生蛋白的活性，进而使具有生骨潜能的骨髓间充质细胞向骨及软骨细胞分化减少。3.在血小板过高浓度的环境中，过多的抑制和细胞毒素会影响生长因子的活性。

脊柱融合方面：Lowery等证实PRP能够早期促进骨融合，在临床上应用于腰椎前路融合的研究，发现PRP无促进椎体融合作用，他认为可能是如下原因：1.制备PRP凝胶时所采用的技术降低了血小板的活性。2.制作过程中血小板的聚集影响了血小板的活性。3.无良好的血小板载体。4.对血小板生长因子保存时间及最佳应用时间没有确定。5.生长因子可能过度刺激炎症反应，导致纤维组织沉积而不是骨形成。

难愈合伤口方面：血小板源性生长因子能够增加创面成纤维细胞和炎症细胞的侵润，使伤口组织胶原合成增加，促进肉芽组织生长。郭彦杰等在用PRP治疗慢性骨髓炎的伤口获得很好的随访，认为PRP可以促进难愈合伤口的修复。

转化生长因子β参与体内许多炎症反应和组织修复，是体内多功能的基础抗炎细胞因子。类胰岛素生长因子1可以与血小板源性生长因子协同作用增加表皮和内皮的再生。血管内皮细胞生长因子A具有促进血管新生及增强血管通透性的作用。血管内皮细胞生长因子C是内皮细胞的化学趋化及分裂因子，可能同时具有促进学血管淋巴新生的作用。血管内皮细胞生长因子D与血管内皮细胞生长因子C相似，具有促进血管及淋巴管新生的作用。

目前对于生长因子促进伤口愈合、生长因子之间复杂的调控关系、生长因子对细胞分化调控机制等都未阐明，以及创面愈合所需的最佳环境，包括血流、氧分压、潮湿度以及PH值等与生长因子释放的关系都有待进一步研究。

组织工程方面：Lucarelli等采用同种异体骨复合PRP,胶原，骨髓基质干细胞构建组织工程骨修复羊趾骨中段缺损，以单纯同种异体骨对照，4个月后实验组有明显的新骨形成，骨再塑和新生血管的数量都优于对照组。Yamada等将PRP与基质干细胞复合制成可注射骨（起始液态，与凝血酶结合后形成凝胶），在异位成骨实验中获得较好的结果，由此形成的新生骨不仅成熟度好，而且有明显的新生血管形成。

黄爱文等在实验中用自体PRP、骨髓基质干细胞和纤维蛋白胶构建可注射型组织工程骨并从放射学方面评价其修复兎自体桡骨缺损的效果，结果复合PRP的可注射型材料与骨髓基质干细胞构建组织工程骨可修复兔桡骨节段性缺损。Kanno等将两种人成骨样细胞系分别置于DMEM和RPMI培养液中培养，再分别加入新制备的PRP，以加入贫血小板血浆做对照，结果显示，PRP促进了人成骨样细胞的增殖。Ferreira等进行了人类似的研究，认为PRP可明显促进成骨细胞的增殖，增殖效应呈PRP中血小板浓度依赖性。

Thorwarth等用环锯在猪的颅骨上制作6个直径10mm、神1mm圆形缺损（保留近脑组织的内层骨板），将截下的骨组织用粉碎机加工成小的自体骨颗粒。在6个孔内分别植入自体骨颗粒、自体骨颗粒＋含低浓度血小板PRP、自体骨颗粒＋含高浓度血小板PRP、牛胶原、牛胶原＋含低浓度血小板PRP、牛胶原＋含高浓度血小板PRP。术后2、4、12和24周取材吗，应用免疫组织化学法检测其中的骨形成蛋白22、I型胶原、骨钙素、骨连接素和骨桥蛋白的表达，以评价各组的成骨效应。

其他学科：血小板表面吸附有各种凝血因子，如血浆纤维蛋白原，凝血酶原等，另外血小板含有："内源凝血因子"通过某些情况被释放，使血浆中相应凝血因子浓度提高，而使凝血酶原时间、凝血活酶时间检测时间缩短。张卫兵等发现含有多种生长因子的PRP提取液能克服外源性神经生长因子的缺点和不足，能明显促进周围神经再生作用。Gardner等发现PRP能在全膝置换中控制疼痛和减少出血。Yol等将PRP用于结肠吻合，特别是伤口愈合不良的患者，获得更好的吻合效果。

PRP的应用优势

PRP在临床各学科领域具有明显的优点

1.PRP无疾病传染及免疫排斥反应，从根本上上解决了疾病之间传播的危险。

2.PRP中含有多种高浓度的生长因子，各生长因子的比列与体内正常比例相似，并具有最佳的协同作用。这在一定程度上弥补了单一生长因子刺激成骨效果不佳的特点，满足了早期骨愈合所需生长因子的需要。

3.PRP凝胶具有黏附性，有利于移植物的黏附、防止生长因子的流失，保持局部较高的生长因子浓度。

4.PRP有促凝血的作用，可刺激软组织再生，促进伤口早期愈合。

5.PRP中所含的生长因子不进入细胞内或细胞核内，使正常的愈合过程加速。

6.PRP制作简单且对患者的损伤小，只需从患者静脉取血即可制作PRP,国外已有专门制作PRP的仪器，操作简便并且所需时间短。

结论和展望

PRP用于临床方面还存在许多尚待解决的问题

1.PRP制作尚无统一标准，需要建立高效稳定的PRP制作方法、专门的、经国家有关部门批准检验的、无菌要求合格的套装包，为PRP的广泛应用提供质量保证。

2.不同方法制作的PRP引起血小板破坏多、提取纯度不够，使得PRP中各种生长因子浓度差异很大，以及各种因子的活性、生物学作用，比如促进骨修复的机制尚未完全阐明。